Библиографическое описание:Разработка технологии минерализации рыбных отходов в реакторе "мокрого" сжигания для замкнутых экосистем космического назначения : научное издание / С. В. Трифонов, Е. А. Морозов, А. В. Мурыгин, А. А. Тихомиров. - Текст : непосредственный // Сибирский журнал науки и технологий. - 2017. - Т. 18, № 4. - С. 949-955. - Благодарности. Работа выполнена в рамках реализации государственного задания ИБФ СО РАН по теме № 56.1.4. на 2013-2020 годы. - ISSN 2587-6066.
Аннотация:Технологии утилизации органических отходов внутри замкнутых экосистем (ЗЭС) космического назначения позволяют вовлекать вещество отходов в массообменный процесс ЗЭС, что обеспечивает поддержание жиз- недеятельности экипажа. Среди таких технологий перспективной представляется комплексная технология, включающая утилизацию и вовлечение во внутрисистемный массообмен рыбных отходов. Это связано с тем, что рыба рассматривается как один из перспективных источников животного белка для экипажа ЗЭС. В связи с этим представлены результаты исследований по разработке технологии минерализации органических отхо- дов, включая рыбные отходы. Требования, предъявляемые к такой технологии, включают, в частности, эколо- гичность образующихся продуктов, приемлемую скорость переработки (среднее время переработки суточной нормы отходов не превышает суток), достаточную легкость и компактность, простоту включения продук- тов в трофическую цепь биологических звеньев ЗЭС и возможность совместно перерабатывать различные типы органических отходов, характерных для ЗЭС (плотные и жидкие отходы жизнедеятельности человека, несъедобная растительная биомасса и продукты жизнедеятельности и несъедобная биомасса других биологи- ческих звеньев ЗЭС). Разработанный в Институте биофизики СО РАН метод «мокрого» сжигания в перекиси водорода удовлетворяет вышеперечисленным требованиям и был взят за основу технологического процесса утилизации рыбных отходов. В ходе исследования была экспериментально доказана эффективность совмест- ного окисления рыбных отходов с экзометаболитами человека, что в совокупности с процессом пережигания осадка в реакторе «мокрого» сжигания позволяет минерализовать рыбные отходы в достаточной мере, что- бы использовать продукты переработки в качестве источника минерального питания растительного звена ЗЭС. Общее время технологических процессов составляет примерно 14 ч. Удается вывести в доступную для растений форму более 90 % минеральных макроэлементов. Полученная динамика процесса позволяет в даль- нейшем наладить автоматическое управление реактором на основании показаний текущего времени с воз- можностью аварийного отключения по показаниям давления, температуры и силы тока. Представленная работа открывает перспективы для разработки блока физико-химической комплексной переработки различ- ных видов органических отходов для ЗЭС космического назначения.
By using technologies of organic waste processing within Closed Ecological Systems (CES) intended for space flights, waste material can be involved in the CES material cycling, enabling life support of the crew. An integrated technology, which includes fish waste processing and involvement in the mass exchange in the system, seems a promis- ing process. Fish is considered as one of the potential sources of animal protein for the CES crew. Thus, this paper reports the results of developing the technology for mineralization of organic waste, including fish waste. Such a tech- nology must meet the following requirements: the resultant products must be environmentally friendly, processing must take a reasonable period of time (the average time of processing of the daily waste is no longer than 24 h), the process- ing facility must be easy to handle and compact, the products must be readily incorporated into the food chain of the CES biological components, and the technology must be suitable for simultaneous processing of various types of or- ganic waste typical of the CES (human solid and liquid wastes, inedible plant biomass, and waste products and inedible biomass of other biological components of the CES). The method of “wet” combustion in hydrogen peroxide developed at the Institute of Biophysics SB RAS fulfills the above requirements, and, thus, it was used as the basis for the fish waste processing technology. The process of oxidation of fish waste together with human solid and liquid waste devel- oped in this study enables both burning the sediment in the “wet” combustion reactor and mineralizing fish waste to products that can be used as a source of mineral nutrients for the plant component of the CES. The total duration of the technological processes is about 14 h. More than 90 % of mineral macro elements are present in the resultant products in the form available to plants. The process dynamics achieved in this study suggests that, in the future, the reactor can be controlled automatically, based on the running time data, with the emergency shutdown based on indicators of pres- sure, temperature, and current intensity. The present study offers the opportunity to develop a compartment of physico- chemical processing of various organic waste types for the CES intended for space flights.
